简易大气压测量

舒欣

地球的周围被厚厚的空气包围着，这些空气被称为大气层。空气的内部对各个方向都有压强，这个压强被称为大气压。证明大气压存在的最有名的实验，是马德堡半球实验，中间抽成真气的两个半球紧紧吸引在一起，几匹马都拉不开，可见大气压的力量有多大。大气压一般随着高度的增加而减小，例如高山上的大气压就比地面上的大气压小得多。另外在地面，大气压也是会发生变化的，比方阴雨天气时气压就比平时低，而且一天当中的气压也会有变化，一般来说早晨气温低，气压就高些；中午气温高，气压就低些。气象学上常通过气压计测量大气压来预测气候。有了自制的气压计，我们也可以随时观察气压的变化了。

材料准备

密封性良好的小矿泉水瓶，清水，红墨水，透明的水笔芯管，锥子，气球，空玻璃瓶，细吸管。

实验1 瓶式气压计测气压

实验方法

（1）小矿泉水瓶内注入清水和红墨水，注意不要装满。

（2）用锥子在小矿泉水瓶盖扎一个略小于水笔芯直径的孔。

（3）将水笔芯从瓶盖中央穿过，在周围滴几滴蜡，起到密封的作用。

（4）将瓶塞盖在瓶口，且保证水笔芯下端在液面以下。

（5）从水笔芯的上端吹入少量气体，使气泡进入密封的瓶内，并使水笔芯中进入少量液体，在水笔芯中的液面处做一个记号。

（6）拿着它从一楼走到五楼，观察水笔芯中液柱的高度变化。

智慧花

由于向水笔芯中吹气，使得瓶内气体的压强大于瓶外的大气压，所以水笔芯中会有液柱上升。瓶内气体的压强等于水笔芯中液体产生的压强加外界大气压强。如果外界大气压变大，水笔芯中的液柱受到的向下的压力增大，液柱会下降；如果外界大气压减小，水笔芯中的液柱受到的大气压力减小，液柱会上升。

小贴士

不要用手直接拿瓶子，以免手的热量传给矿泉水瓶，使其膨胀，造成气压下降的假象。

实验2 膜式气压计测气压

实验方法

（1）剪掉气球的细口。

（2）把气球边缘向外折叠，仔细拉长并套在玻璃瓶的瓶口上，用橡胶带绑紧，使玻璃瓶内外空气互不流通。

（3）用卡纸条制作标尺，在卡纸条上每隔0.5cm画一条线，并在顶部写上“高压”，底部写上“低压”。

（4）然后用细棒或细针做一根轻而细的指针，并用少量双面胶将指针的一端固定在橡皮膜上，指针的另一端指向画有刻度的标尺。但应注意不要使指针与标尺接触，以免摩擦受阻，影响指针移动。

（5）把标尺和气压计都固定在一个平面上，确保它们在实验过程中不会发生移位。

（6）在笔记本上绘制一个数据表，记下日期、时间、气压（细棒在标尺上所指的位置）等。每天观察这个气压计两次，在数据表上记下观察结果。

智慧花

用制作的气压计观察气压和天气变化之间的关系，通过观察记录，有可能获得一些规律，如若发现气压稳定升高，天气也会变得晴朗；若气压慢慢降低，天气就会开始变阴潮湿。

小贴士

密封在玻璃瓶中的空气压强保持一定，此时若外界大气压发生变化，将导致橡皮膜变化，外界气压升高时橡皮膜就向盒内凹陷；外界气压降低时，橡皮膜就向上凸起，从而带动了指针移动，指示了气压的变化。

加油站

日常生活中我们之所以感受不到大气压，是因为我们的体内也存在空气，这些空气产生的压强与外界大气压互相抵消了。但当我们在坐飞机的时候会感受到大气压，飞机急速上升后，高空的气压降低，耳膜内的气压来不及调整，耳膜内外形成气压差，所以就会感到耳朵不舒服。

气象工作者通常也需要根据各种气压类型来预报天气，因为一定的气压类型往往导致一定的天气现象出现。例如，在高气压控制的区域，由于低处的空气不断从高压中心向外流散，上层空气就要下沉填补。空气在下沉过程中体积压缩（因大气压随高度的减小而增大），温度升高，原来空气中的细小水珠就会蒸发消散，不利于云雨的形成，因此高压中心附近地区常常是天气晴朗。而在低气压控制的区域，低层空气从周围流向低压中心，使低层空气堆积上升。空气在上升过程中体积膨胀，温度降低，空气中的水蒸气凝结，易形成云雨，所以低气压中心附近往往是阴雨连绵。难怪有人把气压计称为晴雨表，这是有一定道理的。